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一种新型皮革性能指标检测仪

皮革的柔软、丰满、弹性等性 能是描述皮革质量的重要概念, 并且决定了皮革的品级f1。传统的 皮革柔软、丰满、弹性等性能参数 的检验主要以人工检验为主,即 依靠有经验的技术人员凭手感评 定[21。这种检验方法虽然直观,但 是掺杂较大的主观性。印度人B Lokanadam等建立压缩指数的数 学模型后,研究了压缩指数和皮 革柔软性的关系,采用简易的厚 度仪测定压缩指数,相关性显著 水平达到了40%以上,开创了皮 革性能指标检测研究的先例[31。英 国皮革技术研究中心的Alexander 研制出商业化的柔软度测试仪, 测定过程中不破坏皮革,操作简 便。但是测定结果仅仅是一个与 皮革柔软程度相关的量,不能全 面表征皮革的综合特性【2J。 1实验部分 1.1皮革柔软指标的描述及测定 方法 皮革的品质与其柔软性能关 系密切 。皮革内部的胶原纤维相 互交织并且形成空间立体结构, 由于胶原纤维束具有不同形状及 组合方式,使得皮革材料具有不 均匀的性质[5J。皮革的柔软性能很 难实现参数化表示,本测试仪是 用皮革卷在弯曲力作用下产生弯 曲变形的力学状态描述皮革柔软 性能。皮革弯曲性能测定是在图1 所示的夹具上进行的,图1中 12A是一个表面光滑平整,具有 宽50 mm、高为25 mm的凹槽。测 定时将待测皮革弯曲成长100 mm 、直径50 mm的圆筒,置于凹 槽内,弯曲测头(11A)以定速缓慢 向下移动,仪器以设定时间间隔 采集并且显示皮革的弯曲位移及 弯曲力数据。 图1弯曲性能测定示意图 1.2皮革弹性指标的描述及测定 方法 弹性指标直观反映皮革内部 结构的刚性,皮革品质与皮革弹 性性能也具有密切关系嘲。皮革具 有弹性及略微塑性等特征,外力 作用下,发生变形,变形使皮革的 内部结构发生变化,产生抵抗变 形的内力,这种内力会使皮革回 复原始状态。就是说皮革的弹性 指标是革在外力作用下发生变形 时,抵制变形的能力,也可以描述 为一定作用力下,皮革发生变形 的难易程度。本文用皮革在顶伸 力作用下产生的力学状态描述皮 革的弹性性能【7J。 皮革顶伸性能测定是在专用 的顶伸夹具上,配套专用的测头 进行的,如图2所示,顶伸夹具 (12B)是一个表面光滑平整,内径 80 mm、外径136 mm的圆环。测 定时,顶伸测头(11B)缓慢向下运 动,检测仪以一定时间间隔采集 顶伸位移及相应的顶伸力值。 图2顶伸性能测定示意图 1.3皮革丰满指标的描述及测定 方法 皮革丰满性能的评定是反映 皮革质量的重要手段。皮革的丰 满性能反映皮革的厚实感,体现 皮革的内在特性,与其内部结构 有关。研究显示皮革内部纤维束 分散越均匀,即纤维束之间间隙 越小,皮革就越厚实、饱满,也就 是皮革丰满性越好。本测试仪是 用皮革平铺在测量台上、施加载 荷,用皮革的压缩变形的力学状 态描述皮革丰满性能。 皮革压缩性能测定是在专用 的压缩平台上,套专用测头进行 的,如图3所示,压缩平台(12C) 是一个表面光滑平整,直径为136 mm的圆形平台。测定时,压缩测 头(1lc)缓慢向下运动,检测仪会 在一定时间间隔自动显示压缩位 移及相应的压缩力大小。 图3压缩性能测定示意图 2检测仪的结构设计 2.1技术要求 本检测仪的设计要满足如下 技术要求: (1)外力迫使被测皮革产生 变形,并且变形量在描述皮革力 学性能中起到关键作用。检测皮 革样品的弯曲位移量、顶伸位移 量、压缩位移量的要求是:弯曲位 移量精度为0.01 mm、顶伸位移量 精度为0.01 mm、压缩位移量精度 为0.001 mm。因为压缩位移量是 三个参数中最小的,所以要充分 保证其精度,定为0.001 mm。 (2)被测皮革受力变形时的 载荷值也是描述皮革力学性能的 关键参数。要求所测力达到c3级 别精度,并且弯曲力、顶伸力和压 缩力的测试负荷范围不同。 (3)由于测量的精度要求,皮 革的变形应该低速、平稳,而且速 度可控,范围应控制在1.0~50.0 mm/s之间 。 (4)由于三种力学性能的测 试要求相异,需设计不同的皮革 夹具。

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